HSCCS自由基势能面的理论研究

在CCSD(T)/6-311G(d,f)//MP2/6-311G(d,f) ZPE水平下,计算得到含有8个异构体和11个过渡态的HSCCS自由基体系势能面,讨论了异构体的结构与稳定性及异构体之间的异构化过程.结果表明异构体m1的能量最低,除m1以外,异构体m2和m3的能量也比较低,在MP2水平上,过渡态TS1的能量比异构体m2仅高3.9kJ/mol,而在CCSD(T)水平上,TS1的能量比m2低14.6 kJ/mol,这说明异构体m2可以迅速转化为能量更低的m1.异构体m3的能量比异构体m1高49.99 kJ/mol,可以推断,在合适的实验条件下可以观测到异构体m1.     

H2NO·自由基和顺-2-丁烯反应机理的理论研究

采用UB3LYP/6-311++G(d,p)//UB3LYP/6-31G(d)方法对H2NO·自由基和顺-2-丁烯反应的势能面进行了研究, 发现了三类共5条可能的反应通道: L4-Ⅰ和L4-Ⅱ(夺氢-加成), L4-Ⅲ和L4-Ⅳ(加成-加成-消除), L4-Ⅴ(加成-加成-消除-催化转换). 动力学分析表明, 该反应为加成-加成-消除过程.     

开环茂金属成环及氢分子消除反应机理的理论研究

采用密度泛函方法(DFT)在M06-2X/def2-TZVPP//B3LYP/def2-TZVPP+ZPE水平下, 对以开环的(η⁵-C₅H₇)₂Ru为前驱体生成闭环(η⁵-C₅H₅)₂Ru的各种可能的反应路径进行了详细的研究. 最终确定其反应机理为: (η⁵-C₅H₇)₂Ru的一个η⁵-C₅H₇发生端碳成键的成环反应形成(η³-C₅H₇)Ru(η⁵-C₅H₇), 经过两步氢原子迁移到Ru原子上, 之后脱掉一个氢气分子形成(η⁵-C₅H₅)Ru(η⁵-C₅H₇), 而后另一个η⁵-C₅H₇再重复成环并进行两步氢迁移以及氢气分子消除而得到最终的产物(η⁵-C₅H₅)₂Ru.     

Sn和Pb单掺杂Al4小团簇的理论研究

在CCSD(T)/aug-cc-pVTZ&;CEP-121G//B3LYP/6-311+G(d)&;LANL2DZ水平上, 研究了由更高周期的Sn和Pb单掺杂Al4团簇形成的五原子含铝体系XAl4(X=Sn, Pb), 确定了体系的低能异构体, 分析了关键异构体的结构和稳定性. 研究结果表明, 与SiAl4及GeAl4的基态平面四配位Si/Ge结构所不同, 等价电子的SnAl4和PbAl4体系的基态结构不是平面四配位Sn/Pb, 而是平面四配位Al, 其中杂原子Sn/Pb采取二配位方式, 此外, Sn/Pb采取三配位方式的非平面结构的稳定性也要优于平面四配位Sn/Pb结构.     

BH+2与C2H2反应势能面的量子化学研究

用B3LYP/6-311G(d,p) 密度泛函方法和高级电子相关的CCSD(T)/6-311G(2df,p)偶合簇法研究BH+2与C2H2反应势能面. 结果表明 该势能面上存在(a) H2B+*C2H2, (b) HBCHCH2+, (c) H2BCCH+2和(d) H2*BHCCH+四种异构体, 其中(b)能量最低且在动力学上最稳定, (a), (c)和(d)在动力学上均不稳定; BH+2通过对C2H2的分步亲电加成以及随后的氢迁移和H2消除等反应形成离解产物HBCCH++H2, 该反应不需要活化能且大量放热. 计算结果有助于深入了解BH+2等缺电子硼氢正离子的反应行为.     

Si2P2分子结构和光谱的理论研究

用密度泛函方法「Ｂ３ＬＹＰ／６－３１１Ｇ（ｄ）」研究了ＳｉＰ２分子的各种可能异构体的结构、能量和红外光谱。结果表明：Ｓｉ２Ｐ２分子有５个稳定的异构体,能量最低的异构体为具有Ｐ－Ｐ桥键湖蝶形结构,其次为具有Ｓｉ－Ｓｉ桥键的菱形结构,而具有Ｓｉ－Ｓｉ中心键的直线结构能量高,并进一步将Ｓｉ２Ｐ２和Ｃ２Ｎ２分子结构和能量上的差异进行了比较和分析。     

反夹心化合物[E-C{5-n}H{5-n}Nn-E]+和[E-C{5-n}H{5-n}Pn-E]+(n=1，2，3; E=Al，Ga，In，Tl)的理论研究

研究了含有低价族元素的反夹心化合物[E-C_{5-n}H_{5-n}N_n-E]⁺和[E-C_{5-n}H_{5-n}P_n-E]⁺(n=1,2,3; E=Al,Ga,In,Tl)．(η5, η5) 配位的反夹心构型[E-C_{5-n}H_{5-n}N_n-E]⁺ 在能量上不稳定或不存在．而(η5,η5)配位的反夹心构型[E-C_{5-n}H_{5-n}P_n-E]⁺不但在能量上稳定, 在解离过程中也具有稳定性． 对于含有相同的E元素来说,[E-C_{5-n}H_{5-n}P_n-E]⁺的解离稳定性随着n的增加而降低;而对于确定的n来说, 含有不同E的化合物的解离能是类似的．其中[E-C₄H₄P-E]⁺的解离稳定性与已知的[E-C₅H₅-E]⁺非常相似．C_{5-n}H_{5-n}P_n与E之间的相互作用主要是离子性的． 由于在(η5,η5)配位的[E-C_{5-n}H_{5-n}N_n-E]⁺中,E和P原子上都具有孤对电子,因此该反夹心化合物可以作为多电子供体．     

五原子平面四配位碳分子[CAl_3X]和[CAl_3X]~-(X=Sn,Pb)的理论研究

在B3LYP计算水平下,使用混合基组6-311+G(d)LANl2dz首次对含Sn,Pb的五原子平面四配位碳分子[CAl3X]和[CAl3X]-(X=Sn,Pb)两个体系(分别具有17和18价电子)的异构体结构及能量进行了量子化学计算研究,并与文献已经报道的[CAl3X]和[CAl3X]-(X=Si,Ge)作了比较.结果表明,具有平面四配位碳结构的异构体int1是能量的全局最小点.相对于17e的[CAl3X]体系来说,在得到一个电子以后形成18e的[CAl3X]-int1异构体在热力学上变得更稳定.本项研究将进一步丰富五原子平面四配位碳化学.     

SnAl4-和PbAl4-:新型平面四配位分子

通过全局结构搜索,在CCSD(T)/aug-cc-pVTZ&CEP-121G//B3LYP/6-311+G(d)&LANL2DZ水平上(其中CEP-121G和LANL2DZ用于Sn和Pb原子),构建了XAl-4(X=Sn,Pb)的异构化势能面,对于X=Si,Ge体系,平面四配位X异构体明显是体系的全局极小,但对于X=Sn,Pb而言,除了平面四配位X异构体外,还存在一个几乎与其等能量但未被关注的金字塔形结构.此外,从X=Si和Ge到X=Sn和Pb,体系势能面变得更为平滑.本文不但进一步检验了平面化学中的17价电子规则,也阐明了中心原子的取代效应对平面四配位结构稳定性的重要影响.     

Cp_2M_2(μ-B_4N_4H_8)(M=V,Cr,Mn,Fe)金属多重键成键性质的理论研究

对金属多重键配合物Cp2M2(μ-B4N4H8)(M=V,Cr,Mn,Fe)的结构和成键进行了理论研究,并与Cp2M2(μ-C8H8)进行对比.计算结果表明,在Cp2M2(μ-B4N4H8)基态构型中,B4N4H8配体均以硼为桥原子,金属原子的配位数均为5.其中,Cp2M2(μ-B4N4H8)(M=V,Cr,Mn)基态的结构和成键都与Cp2M2(μ-C8H8)非常接近;而Cp2Fe2(μ-B4N4H8)基态结构与Fe为4配位的Cp2Fe2(μ-C8H8)有所不同.Cp2M2(μ-B4N4H8)(M=V,Cr,Mn,Fe)基态结构分别为含V-V三重键的三态、含Cr-Cr三重键的单态、含Mn-Mn双键的三态及含Fe-Fe单键的单态.